CN203365027U - 一种磁巴克豪森噪讯的传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种磁巴克豪森噪讯的传感器,包括磁化器、接收器和前置放大器,所述磁化器包括一U型铁芯和绕制在U型铁芯上的线圈,所述线圈的两端连接在电源的两极上,所述接收器是一个带有圆柱形磁芯的接收线圈,接收器置于磁化器U型铁芯的中部,所述接收线圈的一端接地,另一端与前置放大器相连。交流磁场激励铁磁材料,在铁磁材料内部产生MBN,产生的MBN会在接收器的接收线圈上产生感应电压,接收线圈上所产生的感应电压信号进入前置放大器放大放大后输出,这样本实用新型就可以对焊接结构件中的残余应力进行实时、无损检测,提高了检测效率,减少了资源消耗。
Description
技术领域
本实用新型涉及残余应力检测领域,特别涉及一种磁巴克豪森噪讯的传感器。
背景技术
利用磁测技术可以检测铁磁材料的服役应力,它的检测是铁磁材料在受到外磁场的磁化后,内部的磁畴会发生翻转,同时磁畴壁也会位移,而磁畴壁的运动正是MBN信号产生的根源。当材料内部存在残余应力时会对磁畴的旋转和位移产生附加的阻力,这时外部应力和内部的残余应力是等效的,材料的磁化曲线和释放的MBN信号的大小,随应力的大小、方向的不同而发生变化,故可以通过测量MBN信号的大小,来判断材料受应力的情况和估计疲劳损伤的到来。
利用磁测技术,还可以使测试工作变得简单且可以进行自动监测,只要将传感器放置在被测构件表面,就可以通过单片机存储的应力与MBN变化的关系曲线,立即反映出材料服役应力和疲劳情况。另外利用磁弹波技术,不仅可以测量材料的残余应力和疲劳寿命,如果对其检测机制及原理做进一步的研究,它还可以开拓许多工程在线检测方向的研究。比如,硬度、材质合格率等,使之能更好地为工业建设和工程需要服务。而实现磁测技术的一个重要步骤就是磁巴克豪森噪讯的传感器设计;传感器是检测仪表与被测对象直接发生联系的部分,它的作用是感受被测量的变化,直接从对象中提取被测量的信息,并转换成相应的输出信号。现有市场上并没有关于磁巴克豪森噪讯的传感器,因而加大了磁测技术的难度。
发明内容
为了解决上述技术问题,本实用新型提供一种能实时检测残余应力并且检测效率高的磁巴克豪森噪讯的传感器。
本实用新型解决上述问题的技术方案是:一种磁巴克豪森噪讯的传感器,包括磁化器、接收器和前置放大器,所述磁化器包括一U型铁芯和绕制在U型铁芯上的线圈,所述线圈的两端连接在电源的两极上,所述接收器是一个带有圆柱形磁芯的接收线圈,接收器置于磁化器U型铁芯的中部,所述接收线圈的一端接地,另一端与前置放大器相连。
所述前置放大器采用OP放大器。
本实用新型的有益效果在于:交流磁场激励铁磁材料,在铁磁材料内部产生MBN,产生的MBN会在接收器的接收线圈上产生感应电压,接收线圈上所产生的感应电压信号进入前置放大器放大放大后输出,这样本实用新型就可以对焊接结构件中的残余应力进行实时、无损检测,提高了检测效率,减少了资源消耗。
附图说明
图1为本实用新型的原理图。
图2为本实用新型的结构示意图。
图3为本实用新型磁化器铁芯的形状图。
图4为本实用新型前置放大器的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
如图1、图2所示,本实用新型包括磁化器1、接收器2和前置放大器3,所述磁化器1包括一U型铁芯11和绕制在U型铁芯上的线圈,所述线圈的两端连接在励磁电源的两极上,所述接收器2是一个带有圆柱形磁芯的接收线圈,接收器2置于磁化器1U型铁芯11的中部,所述接收线圈的一端接地,另一端与前置放大器3相连。磁化器1、接收器2和前置放大器3这三个部分一起放在一个金属盒子中以屏弊外界的电磁干扰,尺寸则取为4×3×5cm。
磁化器1是关键部件之一,它所产生的磁场的大小直接影响检测结果,因此选择合适的匝数及铁磁材料的导磁率是非常重要的;铁磁材料选用厚0.35mm,平整度较好,波浪度较小,一般取向的硅钢Q11;磁化是一个区域而不是一个点,既要磁化区域小、集中,又要场强高,但若磁化器1过小,场强升高难度大,故磁化器1设计成如图3所示的形状;为克服磁漏损耗,对取向硅钢片按图3切割成形,然后逐步整形、清洗、干燥后,用F级浸渍漆(低温快速固化聚酰胺环氧)涂在硅铰片表面,然后将几十片粘压在一起,粘到10mm厚既成铁芯(其间必须多80℃开始加热,以12℃/h的速度,直到140℃为止完成烘干),铁芯三边单线螺旋绕制漆包铜线,每层间加绝缘纸,再渍漆、干燥而成。
接收器2是一个带有磁芯的接收线圈,其磁芯为圆柱形,由超高频材料制成,尺寸:φ4mm×6mm;线圈由直径为0.1mm的漆包线绕制而成,初、次级匝数共为80匝,外圈屏蔽,并采用0.2mm胶片绕缚;线圈的两端,一端接地,一端直接接前置放大器3的输入端,这样,由巴氏跳跃在接收线圈上所产生的感应电压就进入了前置放大器3;接收器2用有机玻璃固定,以硅橡胶为弹簧后垫,夹放在接收磁场最强的磁化器1的U型铁芯11的中部。交流磁场激励铁磁材料,在内部产生的MBN,会在接收器2的线圈上产生感应电压,利用法拉第电磁感应原理可以检测铁磁材料内部应力、组织等参数的变化;由于感应电压很小,仅为μV量级,可通过增加接收器线圈匝数或提高放大器倍数的办法来解决。
前置放大器3的电路原理图如图4所示,前置放大器3中采用放大能力强的低噪声OP放大器,放大倍数可达1000倍,并设计了 D1 和 D2 两个保护二极管将瞬间的高压正负脉冲旁路到地,对电路起保护作用。
Claims (2)
1.一种磁巴克豪森噪讯的传感器,其特征在于:包括磁化器、接收器和前置放大器,所述磁化器包括一U型铁芯和绕制在U型铁芯上的线圈,所述线圈的两端连接在电源的两极上,所述接收器是一个带有圆柱形磁芯的接收线圈,接收器置于磁化器U型铁芯的中部,所述接收线圈的一端接地,另一端与前置放大器相连。
2.如权利要求1所述的磁巴克豪森噪讯的传感器,其特征在于:所述前置放大器采用OP放大器。
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CN 201320413588 CN203365027U (zh) | 2013-07-12 | 2013-07-12 | 一种磁巴克豪森噪讯的传感器 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN104330460A (zh) * | 2014-11-21 | 2015-02-04 | 东莞市豪斯特热冲压技术有限公司 | 一种高强钢的检测装置及其检测方法 |
CN112945447A (zh) * | 2021-02-01 | 2021-06-11 | 中国特种设备检测研究院 | 铁磁构件三维残余应力场的磁测量传感单元、装置和方法 |
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2013
- 2013-07-12 CN CN 201320413588 patent/CN203365027U/zh not_active Expired - Fee Related
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